[發明專利]基于結構光投影的三維全臉照相系統及其照相方法

在審

• 申請號: 201610059154.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105761243A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 荊海龍;薛俊鵬;范文文;潘雷雷
• 申請（專利權）人: 四川川大智勝軟件股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T3/40
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 熊曉果;王蕓

1.一種基于結構光投影的三維全臉照相系統，其特征在于，包括處理單元和至少兩個測量單元，所述測量單元均與所述處理單元連接，其中，

所述測量單元包括投影組件、照相元件和同步模塊，所述同步模塊輸出結構光視頻至所述投影組件，所述投影組件將所述結構光視頻投影在被采集者的面部，而且所述同步模塊每發送一幀所述結構光視頻，同時還發送一個觸發信號至所述照相元件，使所述照相元件拍攝被采集者的人臉圖像，并且所述照相元件將拍攝的人臉圖像實時傳輸至所述處理單元；

所述測量單元依次完成對被采集者的人臉圖像的采集，并且當全部的所述測量單元采集完成后，所述處理單元根據每個所述測量單元采集的人臉圖像，以及所述測量單元中所述照相元件的標定參數和所述測量單元間的標定參數，而生成被采集者面部的三維模型。

2.如權利要求1所述的基于結構光投影的三維全臉照相系統，其特征在于，所述觸發信號為脈沖信號，并且在所述同步模塊在發送每一幀所述結構光視頻的起始時刻，發送所述觸發信號至所述照相元件，以使所述照相元件的曝光時間涵蓋在所述投影組件投影每一幀所述結構光視頻的出光時間內。

3.如權利要求1所述的基于結構光投影的三維全臉照相系統，其特征在于，所述處理單元分別與每個所述測量單元連接，以接收每個所述測量單元實時傳輸的人臉圖像，并控制每個所述測量單元在依次完成對被采集者的人臉圖像的采集。

4.如權利要求1所述的基于結構光投影的三維全臉照相系統，其特征在于，所述處理單元分別與每個所述測量單元連接，并且每個所述測量單元依次連接，所述測量單元在完成對被采集者的人臉圖像的采集后，發送切換信號至下一個所述測量單元，使下一個所述測量單元開始對被采集者的人臉圖像的采集，直至全部的所述測量單元完成對被采集者的人臉圖像的采集。

5.如權利要求1所述的基于結構光投影的三維全臉照相系統，其特征在于，所述照相元件由兩臺彩色相機構成，所述照相元件拍攝的人臉圖像為被采集者面部的彩色圖像，所述處理單元對所述彩色圖像進行處理，獲得紋理圖像和灰度圖像，并根據所述測量單元中兩臺所述彩色相機的標定參數和所述測量單元間的標定參數，而生成被采集者面部的三維模型。

6.如權利要求1所述的基于結構光投影的三維全臉照相系統，其特征在于，所述照相元件由一臺彩色相機和兩臺黑白相機構成，所述照相元件拍攝的人臉圖像包括為被采集者面部的彩色圖像和被采集者面部的黑白圖像，所述處理單元分別對所述彩色圖像和所述黑白圖像進行處理，而獲得紋理圖像與灰度圖像，并根據所述測量單元中所述彩色相機與兩臺所述黑白相機的標定參數以及所述測量單元間的標定參數，而生成被采集者面部的三維模型。

7.一種應用于如權利要求1所述的基于結構光投影的三維全臉照相系統的照相方法，其特征在于，包括如下步驟，

S1：將標定靶置于拍攝空間中，將各個測量單元分別設置在不同的位置，以獲得不同的視角，使每個所述測量單元的照相元件依次拍攝所述標定靶，并拍攝的圖片實時地傳輸至處理單元，所述處理單元根據所述測量單元拍攝的標定靶圖片，計算出的各個所述測量單元中所述照相元件的標定參數，以及所述測量單元間的標定參數；

S2：所述測量單元依次完成對被采集者的人臉圖像的采集，并且在所述測量單元采集被采集者人臉圖像的過程中，所述測量單元的同步模塊輸出結構光視頻傳輸至所述測量單元的投影組件，由所述投影組件將所述結構光視頻投影在被采集者的面部，而且所述同步模塊每發送一幀所述結構光視頻，同時還發送一個觸發信號至所述照相元件，使所述照相元件拍攝被采集者的人臉圖像，并且所述照相元件將拍攝的人臉圖像實時傳輸至所述處理單元；

S3：當全部的所述測量單元采集完成后，由所述處理單元根據每個所述測量單元采集的人臉圖像，以及所述測量單元中所述照相元件的標定參數和所述測量單元間的標定參數，而生成被采集者面部的三維模型。

8.如權利要求7所述的基于結構光投影的三維全臉照相方法，其特征在于，S1步驟包括，

對所述標定靶圖片進行濾波降噪的圖像預處理操作；對經圖像預處理后的所述標定靶圖片，進行特征提取，以定位所述標定靶圖片上所述標定靶的特征，并采用平面標定方法，計算出的各個所述測量單元中所述照相元件的標定參數，以及所述測量單元間的標定參數。